CN106500640A - 一种对发动机叶片测量装置进行校准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空发动机叶片测量测试领域，涉及使用标准型面叶片校准测量装置的方法。在发动机叶片测量测试中，测量高精度的发动机叶片所得到的测量评价结果，完全不能真实反映发动机叶片的精度。这是由测量装置叶片评价方法的误差和机械误差两部分原因造成的。本发明提出一种基于叶片测量装置校准标准型面的测量装置校准方法，利用专用的校准装置，该校准装置包括叶身与叶片榫根，其中所述叶身由标准横截面法向延伸构成，该标准横截面由理论发动机叶片三维模型在积叠轴任意位置的横截面构成，建立所述测量装置的各参数的误差补偿数据库，对叶片测量装置进行特定位置空间的误差补偿，以此提高发动机叶片测量精度。

Description

一种对发动机叶片测量装置进行校准的方法

技术领域

本发明属于航空发动机叶片测量测试领域，涉及一种对发动机叶片测量装置进行校准的方法。

背景技术

目前，航空发动机叶片关键参数的测量准确性以及一致性差的问题一直困扰着我国的航空人。在发动机叶片测量测试中，测量高精度的发动机叶片所得到的测量评价结果，完全不能真实反映发动机叶片的精度。这是由测量装置叶片评价方法的误差和机械误差两部分原因造成的，而当前测量设备的机械精度都较好的满足了高精密的测量需求。因此，导致叶片测量精度和一致性较差的主要原因是测量装置的叶片评价方法误差。不仅如此，叶片检测效率同样受到影响，如此检测所得到的航空发动机叶片严重影响航空发动机的运行性能，进而影响了我国航空事业的发展。

发明内容

针对目前航空发动机叶片测量领域中由测量系统的测量评价方法导致不能真实反映叶片精度的现状，本发明提出一种基于校准装置对叶片测量装置进行校准的方法，对叶片测量装置进行特定位置空间的误差补偿，以此提高发动机叶片测量精度。

本发明的对发动机叶片测量装置进行校准的方法，该方法利用专用的校准装置，该校准装置包括叶身与叶片榫根，其中所述叶身由标准横截面法向延伸构成，该标准横截面由理论发动机叶片三维模型在积叠轴方向任意位置的横截面构成；校准时，首先，将所述校准装置置于测量装置的标准测量位置，建立工件坐标系。

然后，基于所述校准装置的三维数模，在所述校准装置高度H范围内设定三个测量位置(3、4、5)并对相应位置的截面参数进行测量，统计分析得到该校准装置在各测量位置的进气边、排气边、叶盆、叶背、弦长和积叠点的误差补偿值，建立所述测量装置的各参数的误差补偿数据库。

测量时，通过查询所述误差补偿数据库对测量装置的测量结果进行补偿。

进一步地，所述统计分析对每个测量位置的每个参数的误差补偿值通过以下公式得到：

E_△＝E*X；

X＝△e/r’；

△e＝Ec-Es；

r’＝(r₁+r₂+r₃+......+r_n)/n；

其中，E_△表示误差补偿值，E表示理论的设计尺寸，X表示单位长度的补偿值，r’表示在每个测量位置的测量平均值，△e表示测量偏差，Ec表示测量结果，Es表示该参数的计量误差，r₁，r₂，r₃......r_n表示n次测量结果。

本发明的优点：创新性的提出了一种提高航空发动机叶片测量精度的新方法，填补了叶片测量领域中测量装置校准方法的空白，并提出了误差补偿算法，还建立了不同种类的发动机叶片相关重要参数误差补偿库，排除了航空发动机叶片测量过程中由于测量叶片的评价方法引起的测量误差，提高了测量精度，同时，提高了叶片测量结果的一致性和航空发动机叶片测量结果的可信度，为航空发动机叶片测量提供了新的思路。

附图说明

图1为本发明对发动机叶片测量装置进行校准的装置结构示意图；

图2为发动机叶片的结构示意图。

具体实施方式

一种对发动机叶片测量装置进行校准的方法，该方法利用专用的校准装置，该校准装置包括叶身1与叶片榫根2，其中所述叶身1由标准横截面法向延伸构成，该标准横截面由理论发动机叶片三维模型在积叠轴方向任意位置的横截面构成；校准时，首先，将所述校准装置置于测量装置的标准测量位置，建立工件坐标系；然后，基于所述校准装置的三维数模，在所述校准装置高度H范围内设定三个测量位置3、4、5并对相应位置的截面参数进行测量，统计分析得到该校准装置在各测量位置的进气边、排气边、叶盆、叶背、弦长和型心的误差补偿值，建立所述测量装置的各参数的误差补偿数据库；

测量时，通过查询所述误差补偿数据库对测量装置的测量结果进行补偿。

所述统计分析对每个测量位置的每个参数的误差补偿值通过以下公式得到：

E_△＝E*X；

X＝△e/r’；

△e＝Ec-Es；

r’＝(r₁+r₂+r₃+......+r_n)/n；

其中，E_△表示误差补偿值，E表示理论的设计尺寸，X表示单位长度的补偿值，r’表示在每个测量位置的测量平均值，△e表示测量偏差，Ec表示测量结果，Es表示该参数的计量误差，r₁，r₂，r₃......r_n表示n次测量结果。

在发动机叶片测量时，根据被测叶片尺寸。如测量弦长为60mm，高度为120mm的叶片，通过就近原则就需选择弦长55mm，高度为100的叶片测量装置校准数据校准叶片测量设备的测量值。具体的实施步骤如下：

首先，将发动机叶片测量装置校准装置置于测量装置的测量空间中，使用卡板以及磁力表座保证其摆放的重复精度；

然后，基于校准装置的数三维模，规划三条叶片截面的测量轨迹，并测量该校准装置，使用叶片评价软件得到该校准装置的进排气边、叶盆、叶背、弦长和积叠点的测量评价结果；

接着，对比叶片测量结果与校准装置对应精度的结果，通过上述算法得到测量装置测量该类叶片的误差补偿值，建立误差补偿数据库；

继而，在测量发动机叶片并评价重要参数时就可调用对应误差补偿值，计算得到叶片相关参数的评估值；

最后，通过评估计算得到发动机叶片相关参数的测量值，有效的降低了测量系统的误差，能够大幅提高叶片测量精度与一致性。

Claims (2)

1.一种对发动机叶片测量装置进行校准的方法，其特征在于：该方法利用专用的校准装置，该校准装置包括叶身(1)与叶片榫根(2)，其中所述叶身(1)由标准横截面法向延伸构成，该标准横截面由理论发动机叶片三维模型在积叠轴任意位置的横截面构成；校准时，

首先，将所述校准装置置于测量装置的标准测量位置，建立工件坐标系；

然后，基于所述校准装置的三维数模，在所述校准装置高度H范围内设定三个测量位置(3、4、5)并对相应位置的截面参数进行测量，统计分析得到该校准装置在各测量位置的进气边、排气边、叶盆、叶背、弦长和积叠点的误差补偿值，建立所述测量装置的各参数的误差补偿数据库；

测量时，通过查询所述误差补偿数据库对测量装置的测量结果进行补偿。

2.根据权利要求1所述的对发动机叶片测量装置进行校准的方法，其特征在于：所述统计分析对每个测量位置的每个参数的误差补偿值通过以下公式得到：

E_△＝E*X；

X＝△e/r’；

△e＝Ec-Es；

r’＝(r₁+r₂+r₃+......+r_n)/n；

其中，E_△表示误差补偿值，E表示理论的设计尺寸，X表示单位长度的补偿值，r’表示在每个测量位置的测量平均值，△e表示测量偏差，Ec表示测量结果，Es表示该参数的计量误差，r₁，r₂，r₃......r_n表示n次测量结果。